【摘要】：由于硅芯片与铝导线之间热膨胀系数的差异，在输出电流剧烈变化时，铝导线与硅芯片之间的接触面会形成热应力，从而造成裂纹并会逐步导致铝线断裂。上述失效机制是综合影响而发生的。汽车级电力电子模块重点改善功率循环和温度循环所引起的失效机制。IGBT的最大结温是150℃，在任何情况下都不能超过该值。
IGBT的失效机制包括以下四点：
（1）MOS绝缘栅结构在高温情况下会失去绝缘能力。
（2）由于硅芯片与铝导线之间热膨胀系数的差异，在输出电流剧烈变化时，铝导线与硅芯片之间的接触面会形成热应力，从而造成裂纹并会逐步导致铝线断裂。
（3）由于处于芯片和散热铜底板间的陶瓷绝缘/导热片的热膨胀系数和散热铜底板的热膨胀系数不同，在底板温度不断变化时，连接两种材料的焊锡层会形成裂纹，从而导致散热能力下降，进而导致IGBT温度过高而失效。
（4）由于振动，可能造成陶瓷片破裂，从而降低散热能力和绝缘能力。
上述失效机制是综合影响而发生的。例如：在IGBT输出大电流时，铝线会受到热应力［机制（2）］；同时芯片温度会上升，将热传导到底板，造成底板温度上升，从而激发机制（3）；当温度过高时，会直接导致机制（1）的发生。汽车运行工况所带来的颠簸振动，导致机制（4）的发生。
汽车级电力电子模块重点改善功率循环和温度循环（温度冲击）所引起的失效机制。IGBT的最大结温是150℃，在任何情况下都不能超过该值。
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